ریڈی ایٹر کا انتخاب اور درخواست کی بنیاد

زیادہ تر الیکٹرانک اجزاء، خاص طور پر مائیکرو پروسیسرز اور مائیکرو کنٹرولرز، سائز میں مسلسل سکڑنے کی وجہ سے تھرمل کثافت میں مسلسل اضافہ کرتے رہے ہیں۔ یہ دیکھتے ہوئے کہ زندگی کی توقع، وشوسنییتا، اور کارکردگی آلہ کے آپریٹنگ درجہ حرارت کے الٹا متناسب ہیں، اس ارتقاء کا نتیجہ یہ ہے کہ تھرمل ڈیزائن اور انتظام ڈیزائن کا ایک بڑا مسئلہ بن گیا ہے۔ لہذا، یہ ڈیزائنر' کی ذمہ داری ہے کہ وہ مؤثر تھرمل مینجمنٹ اور دستیاب ہیٹ سنک سلوشنز کے بارے میں واضح سمجھے تاکہ سامان کے آپریٹنگ درجہ حرارت کو سپلائر کی طرف سے مقرر کردہ حد کے اندر رکھا جا سکے۔

ریڈی ایٹر کا کام کرنے والا اصول کولنٹ (ہوا) کے سامنے والے آلے کی سطح کے رقبے کو بڑھانا ہے۔ اگر ریڈی ایٹر کو صحیح طریقے سے نصب کیا گیا ہے، تو یہ ٹھنڈی ہوا کی حدود میں ٹھنڈی ہوا میں حرارت کی منتقلی کو بہتر بنا کر سامان کے درجہ حرارت کو کم کر سکتا ہے۔

1. تھرمل سرکٹ

ایک انٹیگریٹڈ سرکٹ (IC) میں پاور فعال ٹرانجسٹر جنکشن سے حرارت کی صورت میں منتشر ہوتی ہے، اور جنکشن کا درجہ حرارت منتشر پاور کے متناسب ہوتا ہے۔ کارخانہ دار زیادہ سے زیادہ جنکشن کا درجہ حرارت بتاتا ہے، لیکن یہ عام طور پر 150 ° C کے ارد گرد ہوتا ہے۔ جنکشن کے اس درجہ حرارت سے تجاوز کرنے سے عموماً ڈیوائس کو نقصان پہنچے گا، اس لیے ڈیزائنر کو IC سے زیادہ سے زیادہ حرارت منتقل کرنے کے طریقے تلاش کرنے چاہییں۔ ایسا کرنے کے لیے، وہ گرمی کے بہاؤ کی پیمائش کے لیے کافی سادہ ماڈل پر انحصار کر سکتے ہیں۔ یہ ماڈل Ohm's قانون کے برقی حساب سے ملتا جلتا ہے، جو تھرمل مزاحمت کے تصور پر مبنی ہے، علامت θ (شکل 1) کے ساتھ۔

میں:

θ ℃/W میں تھرمل رکاوٹ کے پار تھرمل مزاحمت ہے۔

∆T ℃ میں تھرمل رکاوٹ کے پار درجہ حرارت کا فرق ہے۔

P وہ طاقت ہے جو نوڈ کے ذریعے واٹس میں منتشر ہوتی ہے۔

آئی سی اور ہیٹ سنک کے فزیکل لے آؤٹ سے، بہت سے تھرمل انٹرفیس ہیں۔ پہلا جنکشن اور IC کے کیس کے درمیان ہے اور اسے تھرمل ریزسٹنس θjc سے ظاہر کیا جاتا ہے۔

ہیٹ سنک کو تھرمل انٹرفیس میٹریل (TIM) جیسے تھرمل پیسٹ یا تھرمل ٹیپ کا استعمال کرتے ہوئے IC سے منسلک کیا جاتا ہے تاکہ دو آلات کے درمیان تھرمل چالکتا کو بڑھایا جا سکے۔ اس تھرمل طور پر ترسیلی پرت میں عام طور پر تھرمل مزاحمت بہت کم ہوتی ہے، جو کہ شیل سے لے کر ہیٹ سنک تک تھرمل مزاحمت کا حصہ ہے، جس کا اظہار θcs سے ہوتا ہے۔ آخری سطح ریڈی ایٹر اور آس پاس کے ماحول کے درمیان انٹرفیس ہے، جسے θsa سے ظاہر کیا گیا ہے۔

تھرمل مزاحمت الیکٹرانک سرکٹس میں مزاحموں کی طرح ہے، جو سیریز میں جڑے ہوئے ہیں۔ تمام تھرمل مزاحمتوں کا مجموعہ جنکشن سے محیطی ہوا تک کل تھرمل مزاحمت ہے۔

عام طور پر، IC وینڈرز جنکشن سے کیس تک تھرمل مزاحمت کو واضح یا واضح طور پر بیان کریں گے۔ یہ تصریح زیادہ سے زیادہ کیس ٹمپریچر کی صورت میں فراہم کی جا سکتی ہے، تھرمل مزاحمتی عناصر میں سے ایک کو ختم کرتے ہوئے۔ ایپلی کیشن IC کے ڈیزائنر کا کیس سے جنکشن کی تھرمل مزاحمتی خصوصیات پر کوئی کنٹرول نہیں ہے۔ تاہم، ڈیزائنر IC کو مکمل طور پر ٹھنڈا کرنے اور جنکشن کے درجہ حرارت کو مخصوص زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت سے نیچے رکھنے کے لیے TIM اور ہیٹ سنک کی خصوصیات کا انتخاب کر سکتا ہے۔عام طور پر، TIM اور ہیٹ سنک کی تھرمل مزاحمت جتنی کم ہوگی، IC's کیس کو ٹھنڈا کرنے کا درجہ حرارت اتنا ہی کم ہوگا۔

2 ریڈی ایٹر کے انتخاب کی مثال

Ohmite کی طرف سے فراہم کردہ BG سیریز کے ہیٹ سنکس کو بال گرڈ اری (BGA) یا پلاسٹک بال گرڈ اری (PGBA) سنٹرل پروسیسنگ یونٹ (CPU)، گرافکس پروسیسنگ یونٹ (GPU) یا مربع پیکج سبسٹریٹ کے ساتھ ملتے جلتے پروسیسرز میں استعمال کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ 2)۔

اس سیریز میں 10 قسم کے ہیٹ سنک ڈیزائنز ہیں، جن میں سبسٹریٹس عام IC کنفیگریشنز سے مماثل ہیں، جس کا سائز 15×15 ملی میٹر (ملی میٹر) سے 45×45 ملی میٹر ہے، اور فن کے علاقے 2,060 سے 10,893 mm2 (ٹیبل 1) تک ہیں۔ یہ RoHS-مطابق ہیٹ سنک سیاہ اینوڈائزڈ 6063-T5 ایلومینیم مرکب سے بنے ہیں۔

ریمارکس اختتامی

گرمی کی کھپت کے نقطہ نظر سے، ریڈی ایٹر کا انتخاب نسبتاً آسان ہے۔ جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، Ohmite BG سیریز ہیٹ سنک BGA پیکجوں میں ICs کے کولنگ کے مسئلے کا ایک قابل عمل حل فراہم کرتا ہے۔